(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照ノイズ信号入力ポートを介して、参照ノイズ信号を受信するノイズキャンセルシステムにおける方法であって、
前記ノイズキャンセルシステムが結合している、ＤＳＬ伝送線路によって伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するために、手順ａおよびｂの少なくとも一つを含み、
手順ａは、
（ａ）（ｉ）前記伝送されたＤＳＬデータ信号中で繰り返し発生する、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性を生成する工程と、
（ａ）（ｉｉ）前記ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号に基づいて、前記伝送されたＤＳＬデータ信号中の前記ノイズを低減する工程を含み、
手順ｂは、
（ｂ）（ｉ）前記受信された参照ノイズ信号と前記伝送されたＤＳＬデータ信号の少なくとも一つを解析し、前記伝送されたＤＳＬデータ信号中で、ノイズキャンセルを強調しない、一つ以上の周波数帯を特定する工程と、
（ｂ）（ｉｉ）解析に対応して、前記伝送されたＤＳＬデータ信号中で、特定された一つ以上の周波数帯のノイズキャンセルを強調しないように、ノイズキャンセルシステムを動作させる工程と、を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記受信された参照ノイズ信号は、前記伝送されたＤＳＬデータ信号からのエネルギーを含み、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程は、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性で、参照クリーンアップ機能を教育する工程を含み、前記参照クリーンアップ機能は、受信された参照ノイズ信号中の伝送されたＤＳＬデータ信号のエネルギーを低減する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と、受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程は、伝送されたＤＳＬデータ信号で、繰り返し発生するＤＳＬ同期シンボル期間中に、ノイズキャンセルエラー信号から、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性を減算し、ＤＳＬ伝送線路にＤＳＬデータ信号が伝送されない模擬繰り返し期間を生成する工程を含み、
初期教育手順後に、ノイズキャンセルシステムは、前記ＤＳＬ伝送線路にＤＳＬデータ信号が伝送されない模擬繰り返し期間中だけに教育されるので、ＤＳＬデータ信号のエネルギーは、ノイズキャンセルシステムを教育するためには使用されない方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
受信された参照ノイズ信号と伝送されたＤＳＬデータ信号の両方の少なくとも一つを解析し、伝送されたＤＳＬデータ信号中で、ノイズキャンセルを強調しない、一つ以上の周波数帯を特定する工程は、伝送されたＤＳＬデータ信号中に繰り返し発生するＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号との間の相関を測定する工程を含む方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
伝送されたＤＳＬデータ信号を解析する工程は、さらに、伝送されたＤＳＬデータ信号を解析して、ノイズキャンセルシステムが結合している顧客施設装置（ＣＰＥ）ＤＳＬモデムが、伝送されたＤＳＬデータ信号を受信する可能性が低い、一つ以上の周波数帯を特定する工程を含む方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
受信された参照ノイズ信号と伝送されたＤＳＬデータ信号の少なくとも一つを解析し、伝送されたＤＳＬデータ信号中で、ノイズキャンセルを強調しない、一つ以上の周波数帯を特定する工程は、さらに、ネットワーク管理局から構成パラメータを受信する工程を含み、前記構成パラメータは、前記一つ以上の周波数帯を特定するために使用される周波数案内情報、または参照ノイズ信号中に存在する特定のタイプのノイズをキャンセルするための案内情報を含む方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程は、
伝送されたＤＳＬデータ信号中に繰り返し発生するＤＳＬ同期シンボルから、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性を減算し、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズの推定を生成する工程と、
伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズの推定情報と参照ノイズ信号を解析し、ノイズキャンセル信号を適用すべき、伝送されたＤＳＬデータ信号中の一つ以上の周波数帯を特定する工程を含む方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
受信された参照ノイズ信号は、ＤＳＬ伝送線路に伝送されたコモンモード信号、若しくはＤＳＬ伝送線路の近くに位置する電話回線に伝送されたコモンモード信号または差動モード信号から誘導された信号、
ノイズキャンセルシステムに結合するツイストペア線の共通結束帯から分離して、またはそれと組み合わされた、一つ以上のツイストペア線の一つである電線に伝送されたコモンモード信号または差動モード信号、
ＤＳＬ回線の近くに位置するアンテナから得られるラジオ周波数信号、および基準接地信号からなる信号群の少なくとも一つから選択される方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
受信された参照ノイズ信号は、６０ヘルツ高調波信号、テレビ信号、コンピューターモニターまたはビデオ表示デバイス信号、電力供給信号、および電気モーター信号からなる信号群の少なくとも一つから選択される、周期的参照ノイズ信号であり、方法はさらに、
周期的参照ノイズ信号を一定時間サンプリングし、周期的参照ノイズ信号の複数のサンプルを得る工程と、
複数のサンプルを平均化して、平均化された周期的参照ノイズ信号を生成する工程を含み、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性および受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程は、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性および平均化された周期的参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程を含む方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性および受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程は、
伝送されたＤＳＬデータ信号中に存在するノイズに基づいて、受信された参照ノイズ信号からノイズキャンセル信号を生成する工程であって、前記ノイズキャンセル信号を生成する工程は、プログラム可能な広帯域幅フィルター、および伝送されたＤＳＬデータ信号中の狭帯域信号ノイズを低減するためのノイズキャンセル信号を生成するプログラム可能な一つ以上の狭帯域フィルターに従って実施される工程と、
ノイズキャンセル信号を伝送されたＤＳＬデータ信号と結合し、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程を含む方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性および受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程は、
伝送されたＤＳＬデータ信号中に存在するノイズに基づいて、受信された参照ノイズ信号からノイズキャンセル信号を生成する工程を含み、前記ノイズキャンセル信号を生成する工程は、受信された参照ノイズ信号の特性を解析する工程と、解析工程で、非常に高いインパルスノイズの存在を示す特性を検出する場合を除いて、解析に応じて、生成されたノイズキャンセル信号を適用する工程を含む方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、
さらに、ノイズが低減された伝送ＤＳＬデータ信号を増幅し、信号を処理するモデムに関連するノイズフロアの有害な効果を低減する工程を含む方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、
ノイズキャンセルシステムは、ＤＳＬモデムと一体化され、さらに、ノイズキャンセルシステムとＤＳＬモデム間の内部通信経路を介して、ノイズが低減された伝送ＤＳＬデータ信号をモデムに伝送する工程を含む方法。
【請求項１４】
ノイズキャンセルシステムであって、
参照ノイズ信号を受信するための参照ノイズ信号入力ポートと、
前記ポートが結合するＤＳＬ伝送線路上を伝送される、伝送ＤＳＬデータ信号を受信するＤＳＬデータ信号入力ポートと、
伝送されたＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するために、手順ａおよびｂの少なくとも一つを実施するロジックを備え、
手順ａは、
（ａ）（ｉ）ＤＳＬデータ信号入力ポートに結合する同期化ブロックで、伝送ＤＳＬデータ信号中で繰り返し発生する、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性を生成する工程と、
（ａ）（ｉｉ）同期化ブロック、ＤＳＬデータ信号入力ポート、および参照ノイズ信号入力ポートに結合するノイズキャンセルロジックで、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性および受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減する工程を含み、
手順ｂは、
（ｂ）（ｉ）ＤＳＬデータ信号入力ポートと参照ノイズ信号入力ポートに結合する信号解析ブロックで、受信された参照ノイズ信号と伝送ＤＳＬデータ信号の少なくとも一つを解析し、伝送されたＤＳＬデータ信号中で、ノイズキャンセルを強調しない、一つ以上の周波数帯を特定する工程と、
（ｂ）（ｉｉ）信号解析ブロックに結合するノイズキャンセルロジックで、解析に応答して、ノイズキャンセルシステムに、伝送ＤＳＬデータ信号の、特定された一つ以上の周波数帯でノイズキャンセルを強調させない工程を含むシステム。 
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
受信された参照ノイズ信号は、伝送ＤＳＬデータ信号からのエネルギーを含み、さらに、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するノイズキャンセルロジックは、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性で、参照クリーンアップ機能を教育する参照クリーンアップロジックを備え、参照クリーンアップ機能は受信された参照ノイズ信号中の伝送ＤＳＬデータ信号のエネルギーを低減するシステム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するノイズキャンセルロジックは、
伝送ＤＳＬデータ信号で、繰り返し発生するＤＳＬ同期シンボル期間中に、ノイズキャンセルエラー信号から、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性を減算し、ＤＳＬ伝送線路にＤＳＬデータ信号が伝送されない模擬繰り返し期間を生成する加算器ロジックを備え、
初期教育手順（シーケンス）後に、ノイズキャンセルシステムは、前記ＤＳＬ伝送線路にＤＳＬデータ信号が伝送されない、模擬繰り返し期間中だけに教育されるので、ＤＳＬデータ信号のエネルギーは、ノイズキャンセルシステムを教育するためには使用されないシステム。
【請求項１７】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
受信された参照ノイズ信号と伝送ＤＳＬデータ信号の少なくとも一つを解析し、伝送ＤＳＬデータ信号中で、ノイズキャンセルを強調しない、一つ以上の周波数帯を特定する信号解析ブロックは、伝送ＤＳＬデータ信号中に繰り返し発生するＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号との相関を測定するシステム。
【請求項１８】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
信号解析ブロックは、さらに、伝送ＤＳＬデータ信号を解析し、ノイズキャンセルシステムが結合している顧客施設装置（ＣＰＥ）ＤＳＬモデムが、伝送ＤＳＬデータ信号を受信する可能性が低い一つ以上の周波数帯を特定するシステム。
【請求項１９】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
信号解析ブロックは、さらにネットワーク管理局から構成パラメータを受信し、構成パラメータは、一つ以上の周波数帯を特定するために使用される周波数案内情報、または参照ノイズ信号中に存在する特定のタイプのノイズをキャンセルするための案内情報を含むシステム。
【請求項２０】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と受信された参照ノイズ信号に基づいて、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するノイズキャンセルロジックは、伝送ＤＳＬデータ信号中に繰り返し発生する、ＤＳＬ同期シンボルからＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性を減算し、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズの推定情報を生成する加算器ロジックを備え、
信号解析ブロックは、加算器ロジックに結合し、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズの推定情報と参照ノイズ信号を解析し、ノイズキャンセル信号を適用すべき、伝送ＤＳＬデータ信号中の一つ以上の周波数帯を特定するシステム。
【請求項２１】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
受信された参照ノイズ信号は、ＤＳＬ伝送線路に伝送されたコモンモード信号、またはＤＳＬ伝送線路の近くに位置する電話回線に伝送されたコモンモード信号または差動モード信号に由来する信号
ノイズキャンセルシステムに結合するツイストペア線の共通結束の中に結合する、または離れた、一つ以上のツイストペア線の一部である線に伝送されたコモンモード信号または差動モード信号；ＤＳＬ回線の近くに位置するアンテナから得られるラジオ周波数信号
基準接地信号からなる信号群の少なくとも一つから選択されるシステム。
【請求項２２】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
受信された参照ノイズ信号は、６０ヘルツ高調波信号、テレビ信号、コンピューターモニターまたはビデオ表示デバイス信号、電力供給信号、および電気モーター信号からなる信号群の少なくとも一つから選択される周期的参照ノイズ信号であり、
さらに、信号解析ブロックは、周期的参照ノイズ信号を一定時間サンプリングして周期的参照ノイズ信号の複数のサンプルを得て、複数のサンプルを平均化して平均化された周期的参照ノイズ信号を生成し、ノイズキャンセルロジックは、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性と平均化された周期的参照ノイズ信号に基づいて、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するシステム。
【請求項２３】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するノイズキャンセルロジックは、
伝送ＤＳＬデータ信号中に存在するノイズに基づいて、受信された参照ノイズ信号からノイズキャンセル信号を生成する適応ノイズキャンセルフィルターロジックと、
プログラム可能な広帯域幅フィルター、および、伝送ＤＳＬデータ信号中の狭帯域信号ノイズを低減するために、ノイズキャンセル信号を生成するプログラム可能な一つ以上の狭帯域フィルターとを備えるフィルターロジックと、
ノイズキャンセル信号と伝送ＤＳＬデータ信号とを結合させて、伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するフィルターロジックと結合する結合器ロジックを備えるシステム。
【請求項２４】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
伝送ＤＳＬデータ信号中のノイズを低減するノイズキャンセルロジックは、伝送ＤＳＬデータ信号中に存在するノイズに基づいて、受信された参照ノイズ信号からノイズキャンセル信号を生成し、ノイズキャンセル信号の生成は、受信された参照ノイズ信号中に非常に高いインパルスノイズの存在を示す特性を解析ブロックが検出する場合を除いて、受信された参照ノイズ信号の特性に基づいて適用されるシステム。
【請求項２５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
さらに信号を処理するモデムに関連するノイズフロアの有害な効果を低減するために、ノイズが低減された伝送ＤＳＬデータ信号を増幅する結合器ロジックを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＤＳＬ（デジタル加入者回線）通信の分野に関し、特に、ＤＳＬ伝送線路上のノイズ干渉を低減するための参照ノイズ信号の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＳＬの開発は１９９０年代の中頃に始まった。現在、３億を超えるＤＳＬ伝送線路（または、単に「ＤＳＬ回線」）が世界中に存在する。ＤＳＬは、非シールド電話回線に高周波数信号を使用することによって、高ビットレートデータ通信を提供するように設計されている。電話回線は、高周波数データ伝送ではなく、元々は音声通信のために設計され、本質的に、ＤＳＬで使用される高周波数帯でのノイズ干渉（または、単に、「ノイズ」）の影響を受けやすい。
【０００３】
ＤＳＬ伝送線路のノイズ干渉（すなわち、非シールド電話回線上でＤＳＬデータトラヒックを伝送すること）は、世界中で展開されるＤＳＬにとって、深刻な性能劣化の原因である。典型的なＤＳＬネットワークの大多数の回線で、ノイズ干渉によって、データレートの多大な損失に悩むことは、珍しくない。多くのＤＳＬネットワークでは、ノイズの結果として、５０％を優に超えるデータレートの損失に悩む回線が多くある。ＡＭラジオ伝送、さまざまな源からのインパルスノイズ、コンピューターおよびテレビからの高調波ノイズ、ＴＩなどの他のデジタル通信プロトコルからの干渉、並びに他のＤＳＬ伝送線路からのクロストークを含む多くのノイズ源が、ＤＳＬ伝送を損なっている。
【０００４】
早くも１９９０年代中頃には、ノイズ干渉の悪影響についてＤＳＬ設計者は認識しており、結果として生じる性能劣化を軽減する方法を探していた。１９９７年に出願された、「ラジオ周波数ノイズキャンセル」という名称の米国特許第５，９９５，５６７号には、ＤＳＬ伝送線路のノイズ干渉を低減するために、参照ノイズ信号の使用および周知のＬＭＳ（最小二乗平均）キャンセル（ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）技術が記載されている。
【０００５】
参照ノイズ信号を利用してＤＳＬ回線のノイズを低減させて、ＤＳＬデータ伝送性能を向上させる（より高いビットレート、長い伝送範囲および／またはより少ない伝送エラー）多数の試行が、長年にわたって、繰り返されてきた。一般に入手可能な参照ノイズ信号源は、ＤＳＬ回線のコモンモード信号、および、ＤＳＬ回線の近くにある他の電話回線に由来する信号を含む。これらの回線に由来する（および他の類似する）参照ノイズ信号には、ノイズキャンセル性能を十分に発揮できない２つの次善の特性がある。
【０００６】
第１に、電話回線に由来する参照ノイズ信号には、電話回線クロストークの結果、いくらかのＤＳＬデータ信号の残留エネルギーが含まれる。ノイズキャンセラは、ＤＳＬ回線の相関するエネルギーを最適化するように機能するので、しばしばＤＳＬデータ信号を「キャンセル」するように機能し、その結果ＤＳＬモデム性能を劣化させる。今後、この効果を、「データ信号キャンセル」と称する。
【０００７】
第２に、これらの参照ノイズ信号源は、しばしば、多くのノイズ信号の複雑な組み合わせである。多様なノイズ源が、一般的に参照ノイズ信号とＤＳＬデータ回線に、それぞれ異なって結合する。たとえば、ＤＳＬ回線に存在しないある種のノイズが、参照ノイズ信号に結合する場合もある。このような場合には、単純に、すべての広帯域ノイズエネルギーを低減するように機能する、従来のキャンセルアプローチ（ＬＭＳなど）では、ＤＳＬ伝送性能を向上させるという意味では、満足な結果を達成することができない。たとえば、ＬＭＳキャンセラは大きなエネルギーを持つ狭帯域ＡＭノイズに集中し、ＡＭ周波数帯で適度にビットレートを向上させるが、他の帯域で、より大きなノイズ劣化を発生させる。一般的に、広帯域エネルギーを低減させるアルゴリズムでは、周波数帯キャンセルを、最適にＤＳＬデータ伝送性能を向上させる領域に集中するように最適化させることができない。
【０００８】
さまざまな解決法が、参照ノイズ信号のこの性質に起因する課題を解決するために提案されてきた。提案された解決法のそれぞれには、一定の制限があり、解決すべき点がある。
【０００９】
提案された解決法のいくつかには、一般に入手可能な電話回線に由来する、参照ノイズ信号源を利用する技術が含まれる。該すぐに利用できるノイズ源の使用は、広く展開するためには好ましい。
【００１０】
しかしながら、これらの技術のいずれも、電話回線に由来する参照ノイズ信号源にしばしば見られる、残留ＤＳＬデータ信号に由来する、有害なＤＳＬデータ信号キャンセル効果を低減する、効果的な方法を提供していない。米国特許第５，９９５，５６７号のＣｉｏｆｆｉ ｅｔ ａｌ．，は、この問題を解決するために、ＤＳＬデータが伝送されない期間だけに、ノイズキャンセラを教育することを記載している。この技術は、ピンポンタイム・デュープレックス非同期ＤＳＬ（ＡＤＳＬ）システムに使用されるために提案された技術であり、一般的に使用される周波数分割双方向（ＦＤＤ）およびエコーキャンセルＤＳＬ技術では、米国特許第５、９９５、５６７号で要求される繰り返し無信号期間を有しないので、現在の世界的な展開に適用することは難しい。Ｍａｇｅｓａｃｈｅｒ、「Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｍｍｏｎ−Ｍｏｄｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」は、ＤＳＬデータ信号キャンセルの問題についてさらに言及し、データ伝送中に使用されると、コモンモード回線に由来する参照ノイズ信号を使用するノイズキャンセラは、ＤＳＬ性能を劣化させる（それ故に、一般に展開されるＤＳＬ技術には直ちに適用できない）と結論づけている。
【００１１】
Ａｍｒａｎｙ ｅｔ ａｌ．，の米国特許第６，９９９，５０４号は、参照ノイズ信号として、ＤＳＬ回線コモンモード信号を使用することを記載する。この信号を使用することは、すべてのＤＳＬ接続で利用することができるので好ましいが、Ａｍｒａｎｙは、データ信号キャンセル問題、または最適ではない周波数帯へ集中する問題には取り組まなかった。実際、これらの問題は、従来のキャンセル技術と共に使用された場合に、ＤＳＬ伝送線路性能を向上させるために、参照ノイズ信号としてコモンモード信号を使用することを制限する。
【００１２】
他のアプローチでは、回線に由来する（ＡＭノイズ、インパルスノイズ、高調波ノイズ、および／またはクロストークノイズの多重信号源などの）参照ノイズ信号源に見られる多くのタイプのノイズを取り扱うために、ノイズキャンセラの能力を改良させる技術が記載されている。国際特許出願公開番号第２００８／０４５３３２号のＣｉｏｆｆｉ ｅｔ ａｌ．，は、参照ノイズ信号を解析して、存在するノイズのクラスに基づいて、キャンセルパラメータを調節することを提案する。そこに記載された技術は、係数の組み合わせを記憶し、キャンセルしきい値を適用し、復調フィードバックを取り込むことを含む。これらのアプローチは、存在するノイズクラスに対するキャンセルを最適化する、ノイズキャンセラを支援するが、参照ノイズ信号中の残留ＤＳＬデータ信号による、データ信号キャンセル問題を直接取り扱わない。
【００１３】
以下に記載される他の技術は、より最適な参照ノイズ信号源の使用を提案する。この特性によるアプローチでは、提案される参照信号源からキャンセルできるノイズ量の制限および／または提案される参照信号源の入手可能性の制限によって、適用性が制限される。
【００１４】
米国特許第７，００３，０９４号のＦｉｓｃｈｅｒ、ｅｔ ａｌ．，は、ＡＭラジオ受信機を使用して、回線に由来する参照ノイズ信号源に関連する問題に影響されない、適切なＡＭ参照ノイズ信号を生成することを記載している。このアプローチは、一つ以上のＡＭラジオ局から伝送されるノイズのキャンセルには、効果的である。しかしながら、ＡＭ伝送ノイズは大きなノイズ障害源の一つであるので、参照ノイズ信号源としてＡＭ受信機を使用することによって、ＤＳＬネットワークの全体の性能を大きく向上させることはできない。
【００１５】
米国特許第６，４７７，２１２号のＢｉｎｇｅｌ、ｅｔ ａｌ．，は、アンテナなどの個別の検出デバイスに由来する参照ノイズ信号を記載している。実際、回線に由来する参照ノイズに関連する問題が存在しない程度に、回線信号から分離されていれば、検出器は良好に相関する参照ノイズ信号を生成しない。クロストークやインパルスおよび高調波ノイズに結合する回線の多くは、回線から分離された検出器では十分に代表できない。このタイプのアプローチは、主に、ＡＭおよびアマチュアラジオ放送信号のキャンセルに適している。これらのタイプのノイズを改良するだけでは、ＤＳＬネットワーク全体の利益を上げるには限界がある。
【００１６】
ベクトル化されたＤＳＬノイズキャンセルは、クロストーク効果を持つ可能性が高い、他のＤＳＬ送信機から、理想参照信号を、キャンセルデバイスに提供することによって、多重ＤＳＬクロストーク源を効果的にキャンセルするアプローチである。これは、ＤＳＬクロストーク干渉を低減させる効果的な方法であるが、ＤＳＬアクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）モデム間の伝送信号源を共有することを支援する、大幅に変更されたアーキクチャを備える、新システムだけに適用できる。さらに、ベクトル化されたＤＳＬは、ＤＳＬ接続末端の顧客施設装置（ＣＰＥ）での、ＡＭラジオ伝送またはインパルスノイズなどの、他の外部ノイズ源をキャンセルすることに対処していない。
【００１７】
特許協力条約（ＰＣＴ）特許出願、公開番号ＷＯ２００４／０２７５７９号のＳｈａｈ ｅｔａｌ．，は、一つの回線から受信されたデータ信号が、別の回線のクロストークをキャンセルできるように使用できる相互接続を備える、多重受信機の使用について記載している。このアプローチは、多重受信機からの相互接続経路が必要になるので、大多数のＤＳＬネットワーク施設には適用できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
参照ノイズ信号中に存在する残留ＤＳＬデータ信号から生じる問題を解決でき、および／または、ＤＳＬネットワーク全体の性能を向上させるために、すぐに利用可能な回線に由来する参照ノイズ信号を使用して、ノイズキャンセラによるキャンセルを集中させる周波数帯を最適化できる本発明の実施形態によって、当該技術分野における重要な進歩が達成されるであろう。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、すぐに利用可能な電話回線に由来する、参照ノイズ信号（または、他の類似する参照ノイズ信号）の使用によって、ＤＳＬノイズ障害のキャンセルを実施できるので、ＤＳＬネットワークの全体の性能を有益に改良することができる。回線に由来する参照ノイズを使用することによって、本発明の実施形態は、ＤＳＬ回線に存在する多重ノイズタイプを検出してキャンセルでき、および、今日存在する３億を超えるＤＳＬ回線の改造による更新を含んだ広範な展開に適している。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
特に、本発明の一実施形態は、回線に由来する（あるいは、他の類似する）参照ノイズの有益な使用を以下の工程によって支援する。
ａ）有害なデータ信号キャンセルを緩和する工程であって、参照ノイズ信号中に、残留ＤＳＬデータ信号が存在する場合に、ｉ）ノイズキャンセルによってＤＳＬデータ伝送性能を改良すること、およびｉｉ）キャンセル係数をデータ伝送中に適用することを可能にする工程と、
ｂ）キャンセルプロセスのキャンセルを集中させる周波数帯をシフトさせる工程であって、全体のエネルギーを低減させることをゴールとする、従来のキャンセラ（ＬＭＳアプローチなど）を避けて、ＤＳＬ性能をより高めるために、最適化されたキャンセルを集中させる周波数帯を実施する工程。
【００２１】
これらの機能は、個々にまたは組み合わせて使用できるので、回線に由来する参照ノイズ信号を有益に使用することが達成できる。
【００２２】
本発明の一実施形態は、３つの技術の一つ以上を利用して、参照ノイズ信号中に、残留ＤＳＬデータ信号エネルギーが存在する場合に、データ信号をキャンセルする有害な問題を克服する。それぞれの技術は、データ信号をキャンセルする望ましくなく問題を避け、低減し、または、強調しないために、ＤＳＬ同期シンボルの反復性を活用する。これらの技術は、個々に、または、いかなる組み合わせであっても使用できる。
【００２３】
プロセスの最初のステップは、ＤＳＬ同期シンボルの無ノイズ代表特性、または単純に、同期シンボルを得て記憶することである。同期シンボルは、最も広く適用されているＤＳＬ回線伝送標準の特徴である。第１の技術は、記憶された無ノイズ同期シンボルを使用して、参照ノイズ信号から残留ＤＳＬデータ信号の大部分を除去する、参照ノイズ「クリーンアップ」エネルギーキャンセルループを教育することである。この技術によって、データ信号をキャンセルしてしまう問題を、軽減または解消する。
【００２４】
第２の技術は、記憶された無ノイズ同期シンボルを使用して、模擬データが伝送されない期間の反復期間を生成する。これらの期間は、記憶された同期シンボルを、実際のＤＳＬ回線同期シンボル伝送信号から減算することによって、同期シンボル伝送中に生成される。この技術を使用する場合には、模擬データが無い期間中だけに、一次ＤＳＬノイズキャンセルループが更新されるので、参照ノイズ信号に残る残留ＤＳＬデータ信号によって生じる、データをキャンセルすることを避けられる。従って、キャンセル係数は同期シンボル期間中に学習され、次のデータシンボル期間中にノイズキャンセルを実施できる。参照ノイズ信号源からＤＳＬ回線への空間的な結合を示す係数は、空間的な結合が比較的時間に独立しているので、次のデータシンボル期間で有効である。キャンセル係数のわずかな変更は、反復する同期シンボル期間中の、更新プロセスによって追跡される。
【００２５】
第３の技術では、参照ノイズ信号とＤＳＬデータ信号との間の相関が検出される周波数帯で、ノイズキャンセルが試行されることを避け、または強調しないことが含まれる。参照ノイズ信号と記憶された無ノイズの同期シンボルとの間の相関は、同期シンボルを伝送する期間の間に測定される。この解析によって、参照ノイズ信号中で、相関するＤＳＬデータ信号が存在する周波数帯を特定する。この第３の技術は、相関が検出された周波数帯で、キャンセルの試行を避け、または強調しないように案内できる、周波数帯アジャイルノイズキャンセルプロセスとともに機能する。有害な周波数帯は避けられ、または強調されないが、参照ノイズ信号が有用である周波数帯は利用される。
【００２６】
参照ノイズに、残留ＤＳＬデータ信号エネルギーが存在する場合に発生する、データ信号をキャンセルするという有害を克服する別の技術では、メモリの使用、およびプロセスの平均化または予測化を含む。このアプローチは、６０Ｈｚ高調波、テレビ受像機、コンピューターのディスプレイ、電源または電気モーターによって発生するノイズなどのように、関心対象の参照ノイズ信号が、周期的な特性を有する場合に有用である。関心対象となっているノイズ信号のそれぞれが周期的である、多数の信号サンプルを、長時間、解析または平均化することによって、有害なＤＳＬデータ信号を抑制できる。この技術は、関心の対象となっている周期的参照ノイズ信号を、他の形態の望ましくない信号エネルギーから減算することにも有用であることに留意されたい。
【００２７】
本発明の実施形態によれば、全体のエネルギーを低減させることをゴールとする、従来のキャンセラ（ＬＭＳアプローチなど）を避けて、ＤＳＬ性能をより高めるために、キャンセルを集中する周波数帯を最適化させて実施し、キャンセルを集中させる周波数帯をシフトさせることによって、回線に由来する参照ノイズ信号の使用をさらに支援する。
【００２８】
キャンセルを集中させる周波数帯最適化プロセスの第１のステップは、ＤＳＬ回線信号と参照ノイズ信号を解析し、ａ）ＤＳＬ性能を高めるために、ノイズキャンセルが最も有益である周波数帯であって、Ｂ）キャンセルの試行が有害であり、避けられるべき周波数帯であって、およびｃ）ＤＳＬ回線信号の効果を無視できる周波数帯を決定することである。
【００２９】
プロセスの第２のステップは、周波数帯案内情報を周波数帯アジャイルノイズキャンセラに提供することである。周波数帯アジャイルキャンセラは、信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）解析および周波数領域適応係数を含む多くの技術の何れかによって実現できる。
【００３０】
信号とノイズの解析には、最適な周波数帯の案内情報を決定するために、いくつの技術が組み合わされて使用されてもよい。ＤＳＬ回線信号は、使用する周波数帯、および使用する可能性がある周波数帯を決定するために評価される。これによって、キャンセルプロセスは、それぞれの回線のＤＳＬ信号によって使用される可能性が小さい、強調されるべきでない周波数帯を案内できる。
【００３１】
参照ノイズ信号は、ノイズタイプおよびノイズエネルギーＰＳＤ（パワー・スペクトル密度）を決定するために評価される。記憶された無ノイズ同期シンボルは、ＤＳＬ回線ノイズフロアを計測できる、模擬データが伝送されない期間を生成するように使用できる。参照ノイズ情報は、ノイズフロア推定と結合されて、ＤＳＬ性能に最も利益がある可能性があるノイズキャンセルバンド幅を決定する。たとえば、この特性の解析によって、ＡＭラジオ伝送信号とそのＦＦＴサイドローブによって、ＤＳＬモデムが障害を受けている場合には、ＡＭラジオ伝送信号をキャンセルするのに大きな利益があり、または解析によって、ＡＭラジオ伝送信号をキャンセルするよりも、他の周波数帯で広帯域ノイズにキャンセルを集中することによって、ＤＳＬ性能に大きな利益があることを決定できる。
【００３２】
さらに、相間技術は解析を向上させ、最適なキャンセルを集中させる周波数帯を決定するように使用できる。参照ノイズ信号は、模擬データが伝送されない期間で、実際のＤＳＬデータ回線信号および／または回線信号と相関する。この情報と同期シンボル相間データとの組み合わせによって、参照ノイズ信号のエネルギーを同定することを補助でき、すなわちａ）ＤＳＬ回線のＤＳＬデータ信号と相関する、Ｂ）ＤＳＬ回線の回線ノイズと相関する、および／またはｃ）どちらとも相関しないかを同定できる。さらに、この情報は、ＤＳＬ性能にとって最も有益な周波数帯に集中するように、周波数帯アジャイルキャンセラを案内するように使用できる。
【００３３】
ローカル信号解析による案内情報に加えて、中央ネットワーク性能管理システムは、入力情報によって、周波数帯アジャイルキャンセラを案内することができる。プロセスを感知するネットワークは、ユーザが認知できる、試行されるキャンセルの種類に対する利得、一日でノイズが活発な時間、または一日で性能が必要な時間などの追加の有益な情報を追跡できる。
【００３４】
上述したプロセスによって供給される周波数帯案内情報によって、全体のノイズパワーを低減することを目標とする、従来のキャンセル技術よりも、ノイズキャンセル係数を相当変更させることになる。変更されたキャンセル係数によって、ＤＳＬモデム性能を向上させることができる。さらに、キャンセルを集中させる周波数帯を最適化するプロセスは、ノイズキャンセル案内情報によって、変化する回線とノイズ条件を追跡するように適用できる。
【００３５】
データキャンセル回避機能および周波数帯キャンセルを最適化して集中する機能は、実際の実施形態における機能目標によって異なるが、個別に、または組み合わせて利用できる。
【００３６】
上述された技術は、回線に由来する参照ノイズ信号を使用する場合に有益であるが、本発明の実施形態は、残留ＤＳＬデータ情報を含むいかなる参照ノイズ信号、および複雑な信号を含むいかなる参照ノイズ信号にも有益に適用できるので、全体のノイズの低減を目標とするよりも、キャンセルを集中させる周波数帯を最適化することによって、ＤＳＬ性能はより多くの利益を得ることができることに留意されたい。
【００３７】
本発明の実施形態は、一例として記載され、類似の参照記号が類似の構成要素を示す、添付図面の図の内容を制限するものではない。この明細書で、「一つ（ａｎ）」または「一（ｏｎｅ）」の実施形態という場合には、必ずしも同一の実施形態である必要は無く、該参照では「少なくとも一つ」を意味することに留意されたい
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態が実装されてもよい、ＤＳＬネットワークを示す。
【図２】本発明の少なくとも一つの実施形態を示す。
【図３】キャンセルを集中させる周波数帯パラメータを演算する方法を示す。
【図４】同期シンボルの獲得および追跡方法を示す。
【図５】ＤＳＬ同期シンボルの獲得方法（ａ）を示す。
【図６】ＤＳＬ同期シンボルの獲得方法（ｂ）を示す。
【図７】中央ネットワーク性能管理センターと本発明との間の可能性のある通信チャンネルを示す。
【図８】参照クリーンアップ処理の方法を示す。
【図９】無ノイズ同期シンボルを使用して、推定された伝送データが無い期間を生成する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態を含むＤＳＬネットワークを示す。ＤＳＬＡＭ（１００）と称する、一束のＤＳＬモデムは、典型的には本社（１０８）の中に位置する。さらに、受信ＤＳＬモデムは、それぞれ顧客施設（１０９）に位置する。電話回線（１０３）は、ＤＳＬ信号をＤＳＬＡＭからモデムに伝送する。回線（１０３）は、任意で、音声帯電話信号を提供してもよい。電話回線１０３は、典型的には、ツイストペア線を含み、該ツイストペア線は、ノイズキャンセラ１０１位置で終端する線の共通の結束中で、組み合わされた、または分離された、多くのツイストペア線の一つである。追加の電話回線（１０５）は、ＤＳＬ通信を他の顧客に提供する。
【００４０】
ノイズキャンセラ（１０１）は、顧客施設の中に位置する、本発明の一実施形態を示す。ノイズキャンセラ（１０１）は、参照ノイズ入力（１０４）上で見つけられる参照ノイズ信号を使用して、回線（１０３）の干渉ノイズを低減し、したがって取り付けられたモデム（１０２）のＤＳＬ性能を高める。顧客施設内のノイズキャンセラ（１０１）の位置によって、モデム入力点で、干渉ノイズをキャンセル能力を高める。本発明の他の実施形態は、モデムにキャンセラ（１０１）を一体化すること、または顧客施設の外側に位置するデバイスに一体化することを含む。モデムから物理的に分離している本発明の実施形態では、モデム位置で参照ノイズ信号がすぐに利用できない、建物の中での設置を容易にする（たとえば、施設では、モデムで終端する前に、ＤＳＬ信号を同軸ケーブル上で変調する）。
【００４１】
参照ノイズ信号（１０４）は、ノイズキャンセルプロセス中に、キャンセラ（１０１）が入力として使用する一つ以上の入である。参照ノイズ信号は、回線にＤＳＬ信号または音声帯信号が存在するか否かにかかわらず、関連する回線（１０３）のコモンモード信号または差動モード信号から得ることができ、および付近にあるいずれかの他の電話回線、たとえば、キャンセラ位置で終端する線の共通結束中で、組み合わせたまたは分離された、いずれかのツイストペアのいずれかの線から得ることができる。参照ノイズ信号の代替源は、アンテナおよび建物の基準接地接続点を含む。一つ以上の電話回線は、ＤＳＬ設置場所ですぐに利用でき、および、電話回線は、しばしばキャンセルされるべきノイズの代表を含むので、ＤＳＬノイズキャンセルデバイスにとって、電話回線信号から得られる参照ノイズ信号を利用することは有益である。しかしながら、参照ノイズ信号源に由来する、電話回線に存在するノイズ信号の複雑性のために、従来のノイズキャンセルアルゴリズムでは、ＤＳＬ性能をしばしば低下させる。本発明の一実施形態は、複雑なノイズ信号を有する参照ノイズ信号源からの回線の使用によって、ノイズの有益な低減とＤＳＬの性能を向上できる技術を含む。
【００４２】
ＤＳＬ結合信号（１１０）は、取り付けられたモデムに関連するＤＳＬデータ信号の一部が、参照ノイズ信号（１０４）に結合することを示す。典型的には、経路（１１０）を介して、参照ノイズ信号中に残留ＤＳＬデータ信号が存在するので、キャンセラ（１０１）はＤＳＬデータ信号をキャンセルさせて、ＤＳＬ性能を劣化させる。本発明の一実施形態は、キャンセラ（１０１）によるＤＳＬデータのキャンセルを軽減または排除させるので、有益にＤＳＬ回線ノイズを低減し、取り付けられたＤＳＬモデム（１０２）の性能を高めるように、残留ＤＳＬデータ信号要素を有する参照ノイズ信号（１０４）を使用できる技術を含む。
【００４３】
クロストーク信号（１０６）は、他のデータ伝送線路（１０５）からのデータ信号クロストークによる干渉を、電話回線（１０３）と参照ノイズ入力（１０４）の両方に結合させる。クロストークによる干渉は、他のＤＳＬ送信機または、ＴＩまたはＩＳＤＮなどの他のデータ通信プロトコルであってもよい。ノイズ干渉信号（１０７）は、電話回線（１０３）と参照ノイズ入力（１０４）の両方に結合する、多くの源からの多重ノイズ信号を示す。共通に見つけられるノイズ干渉信号には、ＡＭ放送、テレビおよびコンピューターからの高調波信号、並びに、さまざまな電化製品および他の電子または電気機械デバイスからの広帯域インパルス干渉が含まれる。ノイズ源は、顧客施設（１０９）の内部と外部の両方に存在することに留意されたい。
【００４４】
多重干渉ノイズ信号の代表特性を有する参照ノイズ信号（１０４）は、キャンセラ（１０１）によって使用されることができるので、多重ノイズ源からの干渉を低減し、取り付けられたモデム（１０２）のＤＳＬ性能を高める。しかしながら、従来のＬＭＳなどの、回線（１０３）の全体のノイズパワーを低減するように機能する、キャンセル技術は、ＤＳＬ性能を最適に高めることはできない。本発明の実施形態は、参照ノイズ信号および回線信号を解析し、その解析から、周波数帯案内情報をキャンセラ（１０１）に提供する技術を含むので、よりキャンセルを集中させる周波数帯の最適化が実施されてＤＳＬ性能を一層高めることができる。
【００４５】
図２は、本発明の一実施形態のブロック図を示す。図は、別々の論理ブロックで、本発明の多様な機能的な形態を示す。一実施形態では、一つ以上の論理ブロックは、ハードウェアで実現されてもよい。または、一つ以上の論理ブロックは、ファームウェアで実現されてもよい。たとえば、本発明の実施形態は、たとえば、モデムへのファームウェアのアップグレードによって実現されてもよいことを意図している。回線ポート（２１０）によって、電話回線はＤＳＬ ＤＳＬＡＭ（１００）に接続され、モデムポート（２１１）によって顧客施設の関連するＤＳＬモデムに接続され、参照ノイズポート（２１２ａ−ｎ）によって一つ以上の参照ノイズ信号の入力に接続される。
【００４６】
適応ノイズキャンセルフィルター（２０１ａ−ｎ）は、参照ノイズ信号（２１２）から、ポート（２１０）のＤＳＬ回線に存在するノイズの逆像を含むノイズキャンセル信号（２１４）を減算する。結合器（２０２）は、ノイズキャンセル信号（２１４）とＤＳＬ回線信号とを結合するので、モデムポート（２１１）を介して、関連する顧客施設モデムに伝えられる結果として生じる信号は、ノイズ干渉が低減され、ＤＳＬ性能の向上を支援する。
【００４７】
適応ノイズキャンセルフィルター（２０１）はプログラム可能な係数を備えるので、本発明の一実施形態によるデジタルフィルタリング技術を使用して実装される。当業者であれば、これらのフィルターおよび関連する機能は、時間領域信号または周波数領域信号を処理するように構成されてもよく、並びに該処理は、デジタル論理またはマイクロプロセッサーおよびソフトウェアで実装されてもよいことを理解するであろう。一実施形態では、適応ノイズキャンセルフィルター（２０１）は、たとえば１２８ポイントの、超広帯域ＦＩＲフィルターを並列に組み合わせて、およびプロセス狭帯域ＡＭ信号または高調波信号を処理するために導入できる、一つ以上の狭帯域フィルターで実装されてもよい。
【００４８】
結合器回路（２０２）は、ノイズキャンセルプロセスの信号処理遅延に合致するように構成される、アナログ遅延回線を使用し、それに加えて、ノイズキャンセル信号が、ポート２１１取り付けられたモデムの方向に主に導かれる、ハイブリッド回路を使用して実装されてもよい。一実施形態では、電話回線信号が、アップストリーム信号経路およびダウンストリーム信号経路のそれぞれに侵入するように構成される、デュアルハイブリッド回路を使用して、結合器回路（２０２）が実装されてもよい。この構成ではノイズキャンセル信号は、ダウンストリーム信号経路だけに適用される。デュアルハイブリッド構成によって、ダウンストリーム信号は潜在的に増幅および／または周波数補償が可能になるので、モデムノイズフロアおよび／またはダイナミックレンジの悪影響を低減できる。一実施形態では、ハイブリッドは、エラー信号（２１３）に存在するアップストリーム信号のエネルギーを有益に低減する、適応ハイブリッドキャンセル技術を使用して実装される。
【００４９】
ノイズキャンセル制御ブロック（２００）は、ノイズキャンセルフィルター（単数または複数）（２０１）の係数を適用するので、有益なノイズ低減が、結合器（２０２）で実施される。キャンセル制御機能（２００）は、参照ノイズ入力とエラー信号（２１３）との間のエネルギー相関を探す。ＬＭＳなどの従来のキャンセルアルゴリズムでは、キャンセルフィルター係数は、エラー信号（２１３）に存在する、参照ノイズ信号のエネルギーを最小化するために使用されるので、ＤＳＬ回線の相関するノイズ信号成分をキャンセルする。一つの該ＬＭＳベースのアプローチが以下に記載される。ノイズキャンセルに関する当業者であれば、類似するＬＭＳおよび適応フィルタリング技術ばかりではなく、これらの技術および実装法をよく知っている。
【００５０】
ｘｎは、離散時間ｎにおける回線（２１０）からの信号を意味し、ｙｎは、離散時間ｎにおけるモデム（２１１）からの信号（２１３）を意味し、および
【数１】
0005221778.tif 000002
は、離散時間ｎにおけるクリーンアップ参照信号（２１９）を意味する。フィルター（２０１（ａ））は、タップがｗｎで示される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを含む。ノイズキャンセル制御ブロック（２００）は、フィルター（２０１（ａ））タップを、最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムまたは正規化最小二乗平均（ＲＬＭＳ）アルゴリズムによって規定される方法で、制御する。この場合に、ノイズキャンセルフィルター（２０１（ａ））モジュールによって使用されるフィルターのタップは、次のＬＭＳ／ＲＬＭＳ更新数式によって、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）によって更新されてもよい。
【数２】
0005221778.tif 000003
ここで、μは、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）によって調節されるパラメータであり、
【数３】
0005221778.tif 000004
は、信号ｒｎの平均パワーを意味する。
【００５１】
本発明の一実施形態では、信号解析機能（２０３）は、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）のキャンセルを集中させる周波数帯を有益に導くために使用される。この案内情報によって、キャンセルを集中させる周波数帯を、従来のエネルギー最小化アプローチによって達成されたものから、ＤＳＬ性能をより高める結果となる本発明の実施形態によるものへシフトさせる。周波数帯案内情報（２１７）は、特定の周波数帯の周波数帯キャンセルを避け、または強調しないための案内情報、特定の周波数帯のキャンセルに焦点を合わせる案内情報、および／またはキャンセルを緩和または無視して他の周波数帯への案内情報を含む、さまざまな形式であってもよい。案内情報（２１７）は、指定されるそれぞれの周波数帯における、キャンセルの案内に関連する、しきい値、境界および時定数などの他のパラメータを含んでもよい。
【００５２】
本発明の実施形態は、上記で論じたタイプの周波数帯案内情報（２１７）を取り込むことができる、周波数帯アジャイルノイズキャンセル制御機能（２００）を有する、信号解析機能（２０３）を含む。ＬＭＳアルゴリズムは、修正されて、周波数帯キャンセル案内情報を適用できるように構成されることができる。一つの実施形態では、フーリエ変換および適応した周波数領域ＬＭＳアルゴリズムを使用して、周波数帯キャンセル情報の適用を容易にしている。あるいは、時間領域キャンセルアルゴリズムは、周波数帯キャンセル案内情報を適用するように構成することができる。当業者であれば類似する実現技術を知っていることに留意されたいが、実施形態の例を以下に記載する。
【００５３】
Ｙｎは、離散周波数ｎにおける、モデム（２１１）からの信号（２１３）のフーリエ変換を意味し、および
【数４】
0005221778.tif 000005
は、離散周波数ｎにおける参照信号（２１２）のフーリエ変換を意味する。フィルター（２０１（ａ））は、タップがｗｎによって示される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを含む。ノイズキャンセル制御ブロック（２００）は、最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムまたは正規化最小二乗平均（ＲＬＭＳ）アルゴリズムによって規定される方法で、フィルター（２０１（ａ））タップを制御する。この場合に、「フィルター」モジュールによって使用されるフィルターのタップは、次の数式によるノイズキャンセル制御ブロック（２００）によって更新されてもよい。
【数５】
0005221778.tif 000006
ここで、μｎは、「制御ロジック」によって調節される、周波数依存ＬＭＳ適応パラメ−タであり、ＩＦＦＴは、逆高速フーリエ変換動作を意味し、および、
【数６】
0005221778.tif 000007
は信号
【数７】
0005221778.tif 000008
の平均パワーを意味する。
一実施形態では、信号解析機能（２０３）は、多くの解析動作を実施して、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）を使用するために、有益な周波数帯キャンセル案内情報（２１７）を決定する。複数の解析ルーチンが結合して、それぞれに重要度重み付け係数を付けて、全体の周波数帯キャンセル案内情報を生成する。
【００５４】
信号解析機能（２０３）中の一つの解析技術は、ＤＳＬ信号（２１０）のスペクトル解析を含み、関連するモデムでデータを受信しそうにない周波数帯を決定する。たとえば、解析ルーチンは、ローカルモデム受信機が使用することに適さない、アップストリーム信号周波数帯および高減衰ダウンストリーム周波数帯を特定する。この情報は、キャンセラの制約を緩和し、または使用することに適さないダウンストリーム周波数帯のキャンセル結果を無視できるように使用される。ノイズキャンセルフィルター（２０１）の実現可能な伝達関数には制約があるので、重要でない周波数帯の要求条件を緩和することによって、より重要な周波数帯の要求に合うようにフィルターの能力を高めるために、この情報をキャンセル制御ブロック（２００）に提供することは有益である。
【００５５】
信号解析機能（２０３）内の別の解析技術には、参照ノイズ信号（２１２ａ−ｎ）の解析が含まれ、存在するノイズの種類を評価する。識別可能なノイズタイプには、広帯域ノイズ、ＡＭノイズ、高調波ノイズおよびインパルスノイズが含まれる。解析ルーチンは、ＤＳＬ復調を理解しているので、どのタイプのノイズがＤＳＬに大きな障害を引き起こしているかを判断できる。ＤＳＬ回線信号（２１０）ＰＳＤを解析することによって、この決定を支援することができる。ルーチンは周波数帯キャンセル案内情報（２１７）をノイズキャンセル制御ブロック（２００）に提供するので、キャンセルによってほとんどの有益な種類のノイズを低減できる。案内情報は、ノイズインパルスの存在などのノイズ条件の変化に、素早く対応するように調節できる。ＤＳＬ回線への利益を最適化する試みに起因する案内情報は、従来のエネルギー低減アプローチから得られた結果を有益に修正することに留意されたい。たとえば、解析によって、高エネルギー狭帯域ＡＭ信号をキャンセルする小さなゲインだけを決定できるので、より小さいエネルギーの広帯域クロストーク信号をキャンセルする代わりに、ＤＳＬ性能をより大きく高めるようにキャンセラを導くことができる。
【００５６】
図３は、前述の有益な周波数帯キャンセル案内情報の適用方法３００を示す。該方法は、３３５で、関連するモデムを再教育し、改良されたノイズキャンセルの利点を生かす決定分岐３２５を含むことに留意されたい。
【００５７】
図３では、ノード３１０「ＤＳＬ信号と参照信号の統計演算」は、参照信号（２１２）および回線信号（２１０）を記録し、これらのデータから生成された統計データを演算するプロセスを意味する。ノード３１５「可能な場合は、ネットワーク管理システムが周波数アジリティーキャンセルガイダンスを検索する」は、外部ネットワーク管理システムからパラメータと制御情報を収集することに対応する。次に、ノード３２０「ノイズを避けて強調しないために、有益なノイズキャンセルが可能な周波数パラメータと周波数帯を演算して記憶する」は、前のステップで集積されたＤＳＬ信号および参照信号並びに外部情報に基づく統計データを統合し、ノイズキャンセルから恩恵を受ける周波数帯と恩恵を受けない周波数帯を決定することを意味する。ノード３２５「調節された周波数パラメータから利益を得るために再教育が必要か」は、前のステップで演算されたパラメータの効果を得るために、モデムの再初期化が必要か否かを決定することを示す。再初期化が要求される場合には、次にノード３３５「モデムを再教育する」で、ＤＳＬモデム（１０２）の再初期化を含むプロセスを実行する。
【００５８】
信号解析機能（２０３）内の別の解析技術には、ＤＳＬデータ信号をキャンセルする可能性が高い周波数帯を決定するために、参照ノイズ信号（２１２）を推定される無ノイズＤＳＬデータ信号と関連させることが含まれる。この解析には、ＤＳＬ同期シンボル（２１６）の無ノイズ代表特性の獲得および記憶が含まれる。同期獲得および記憶ブロック（２０４）は、この機能を実施する。当業者であれば、同期シンボル獲得技術を知っている。ブロック（２０４）は反復されるＤＳＬ同期シンボル伝送を獲得して追跡し、同期シンボルを補足して記憶し、多くのシンボルを平均化して、無ノイズ同期シンボル（２１６）の代表特性を生成する。いくつかのＤＳＬプロトコルは異なる同期シンボルを利用するが、この場合には、それぞれの特有タイプの代表特性が生成されて記憶される。
【００５９】
図４、図５および図６は、前述のように同期シンボルを獲得して追跡する方法４００、方法５００および方法６００を示す。図４を参照すると、４１０で「回線信号中のＤＳＬデータ信号の存在を検出する」で表示される手順の第１のステップは、ＤＳＬ回線伝送が、ＤＳＬ回線（１０３）上で現在アクティブであることを確認する。一旦ＤＳＬデータ信号の存在が検出されると、「方法（ａ）または（ｂ）を使用してＤＳＬ同期シンボルを獲得する」で表示されるノード４１５で同期シンボルのタイミングが得られ、方法（ａ）は図５に描かれて方法（ｂ）は図６に描かれる。この手順は、ＤＳＬモデム（１０２）の教育手順中、ＤＳＬモデム（１０２）のＳＨＯＷ ＴＩＭＥ動作中、またはＳＥＬＴ、ＤＥＬＴなどのＤＳＬモデム（１０２）の診断動作、および当該技術分野における当業者に知られている類似する診断モード中に、発生してもよい。一旦最新の同期シンボルタイミングが得られると、ノード４２０「同期シンボル境界でトリガされたか」は、次の同期シンボル境界が発生するまで待つプロセスを意味する。一旦次の同期シンボルが発生すると、「キャプチャし、獲得された同期シンボルを前の同期シンボルと比較する」で示されるノード４２５で、新同期シンボルが獲得されて前の同期シンボルと比較される。現在の同期シンボルが前の同期シンボルと類似していることが検出されると、推定された無ノイズ同期シンボルが更新されて、「推定されたノイズの無い同期シンボルを更新して記憶する」で示されるノード４３０で記憶され、制御が「同期シンボル境界でトリガされたか」で示されるノード４２０に戻る。
【００６０】
代わりに相違が観察される場合には、その差異は、ビットスワップ、利得調節、信号のタイミング、または、ＤＳＬ伝送標準の適用または専用の特定チップセットの実装で定義される他の形式のオンライン再構成（ＯＬＲ）動作による。ノード４３５「差異は、ビットスワップ、利得調節、タイミング、ＯＬＲによるのか」は、最新の同期シンボルの相違が、前述の原因に起因するのか否かを決定するプロセスを意味する。もし該原因に起因するのであれば、ノード４４０「影響を受けた周波数帯で、ノイズの無い同期シンボルの平均化を再び開始する」は、相違する影響を受けた領域で、無ノイズ同期シンボルの推定プロセスを再開することを示す。一例では、利得調節によって、同期シンボルのＰＳＤが特定の周波数で変化する。利得調節が検出された場合の再起動プロセスは、利得調節の結果、ＰＳＤが変化した周波数帯での、ノイズ同期シンボル獲得プロセスの再起動に対応し、ＰＳＤが変化しなかった周波数帯では、存在する予測無ノイズ同期シンボルを再教育するに対応する。
【００６１】
相違が検出されるが、ノード４３５「差異は、ビットスワップ、利得調節、タイミング、ＯＬＲによるのか」で検出された原因に起因できない場合には、記憶された無ノイズ同期シンボルを削除して再初期化するプロセスを意味する、ノード４４５「同期シンボルを廃棄する」に進む。その後に、制御が「回線信号中のＤＳＬデータ信号の存在を検出する」を示すノード４１０に戻る。
【００６２】
図５は、図４の「方法（ａ）または（ｂ）を使用してＤＳＬ同期シンボルを獲得する」で示されるノード４１５でなされる手順の、例示的な実施形態の詳細（「方法（ａ）」で示される）を示す。この方法では、ノード５１０で示される「ＤＳＬライン信号の時間相関を検査して、ＤＳＬライン信号中のＤＭＴシンボルの境界を検出する」は、ＤＳＬ回線信号中に存在するＤＭＴシンボルフレーミングの、開始時間および終了時間を決定するプロセスを意味する。このプロセスは、多くのＤＳＬ回線伝送標準の特徴である、ＤＭＴシンボルのサイクリック・プレフィックスまたはサイクリック・サフィックスによる、サンプル相関を検査することで実現されてもよい。次に、ノイズキャンセラ（１０１）中に存在する局部発信器と、例えばＤＳＬＡＭ（１００）などに存在する遠端発信器との間の信号位相ロックが、時間をかけてＤＭＴシンボル境界の変化を検査することによって、「位相補償ループを教育する」で示されるノード５１５で得られる。位相補償ループは、位相ロックループ（ＰＬＬ）、デジタル位相ロックループ（ＤＰＬＬ）、電圧制御発信器（ＶＣＯ）、電圧制御水晶発信器（ＶＣＸＯ）、または当該技術分野における当業者に知られている他の該技術の何れかの組み合わせとして実現されてもよい。次に、「位相補償ループがロックされたか？」で示されるノード５２０は、位相補償ループの教育が成功したか否かを決定するプロセスを示し、システムは位相補償タイミングへのロックを維持する。ロックされていない場合には、制御がノード５１０「ＤＳＬライン信号の時間相関を検査して、ＤＳＬライン信号中のＤＭＴシンボルの境界を検出する」に戻る。さもなければ、「ＤＭＴスーパーフレ−ムの中の同期シンボル位置を検出して追跡する」で示されるノード５２５は、ＤＭＴスーパーフレーム構造中の同期シンボルの位置を決定するプロセスに対応する。いくつかのＤＳＬ伝送標準は、多くのＤＭＴシンボルから成っている、スーパーフレームの概念を定義する。決定された位置に基づいて、ノード５３０「同期シンボル境界トリガを送信する」は、同期シンボルの発生時期を示すタイミングで、トリが、割り込み、信号、フラグ、または当該技術分野における当業者に知られている他の該表示を生成することに対応する。このトリガは、図８の８４０での「同期シンボル境界でトリガされたか」の決定などの、同期シンボルの同期を要求する他のプロセスで受信される。この図に記載された処理は、ノード５１０「ＤＳＬライン信号の時間相関を検査して、ＤＳＬライン信号中のＤＭＴシンボルの境界を検出する」に戻ることによって永遠に繰り返される。
【００６３】
別の例示的な実施形態（方法（ｂ）で示される）が図６に示される。最初に、ノード６１０で示される「ＤＭＴスーパーフレ−ムの中の同期シンボル位置を検出する」は、ＤＳＬ回線信号中に存在するＤＭＴシンボルフレーミングの、開始時間および終了時間を、直接決定するプロセスを意味する。次に、ノイズキャンセラ（１０１）中に存在する局部発信器と、例えばＤＳＬＡＭ（１００）などに存在する遠端発信器の間の信号位相ロックが、時間をかけて同期シンボル境界の変化を検査することによって、「位相補償ループを追跡する」で示されるノード６１５で得られる。決定ノード６２０で示される「位相補償ループがロックされたか？」は、位相補償ループの追跡が成功したか否かを決定するプロセスを示し、システムは位相補償タイミングへのロックを維持する。ロックされていない場合には、制御がノード６１０「ＤＭＴスーパーフレ−ムの中の同期シンボル位置を検出する」に戻る。さもなければ、決定された位置に基づいて、ノード６２５「同期シンボル境界トリガを送信する」は、同期シンボルの発生時期を示すタイミングで、トリが、割り込み、信号、フラグ、または当該技術分野における当業者に知られている他の該表示を生成することに対応する。この手順は、ノード６１０「ＤＭＴスーパーフレ−ムの中の同期シンボル位置を検出する」に戻ることによって永遠に繰り返される。
【００６４】
参照ノイズ信号（２１２）と推定された無ノイズＤＳＬデータ信号との相関を取り、キャンセルによって、ＤＳＬデータ信号をキャンセルする可能性がある周波数帯を決定することを含む、信号解析機能（２０３）中の解析技術では、
【数８】
0005221778.tif 000009
は、Ｐ番目の同期シンボル周期中の、（Ｐ番目の同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける回線（２１０）からの信号を示し、
【数９】
0005221778.tif 000010
は、（Ｐ番目の同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、記憶された無ノイズ同期シンボルの推定（２１６）を示す。記憶された無ノイズ同期シンボルは、以下の式によって示されるＰ周期の全体にわたって、
【数１０】
0005221778.tif 000011
を平均することによって演算されてもよい。
【数１１】
0005221778.tif 000012
または次式の１次ＩＩＲフィルターなどの平均化フィルターの使用によって演算されてもよい。
【数１２】
0005221778.tif 000013
ここで、αは、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）によって制御される適応パラメ−タである。
【００６５】
記憶された無ノイズ同期シンボルは、同期シンボルを伝送する期間中に、伝送された無ノイズデータ信号の推定に用いることができることに留意すべきである。したがって、同期シンボルを伝送する期間中に、参照ノイズ信号（２１９）と記憶された無ノイズ同期シンボル（２１６）を相関させることによって、参照ノイズ信号中に、残留相関データ信号が存在する、周波数帯を示す情報を生成する。この情報は、該周波数帯での、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）による、周波数帯キャンセルを避ける、または強調しない試みに使用され、ＤＳＬデータ信号での有害なキャンセルを避けることに留意すべきである。
この解析技術の一実施形態では、
【数１３】
0005221778.tif 000014
は、（同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、記憶された無ノイズ同期シンボルの推定（２１６）を示し、および
【数１４】
0005221778.tif 000015
は、（同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、参照ノイズ信号（２１９）を意味する、
【数１５】
0005221778.tif 000016
を演算する。
ここで、ＦＦＴは、高速フーリエ変換動作を意味する。避けるべき周波数帯は、特定の関数Ｃｎの周波数帯として選択され、示されたｆ（Ｃｎ）は、特定のしきい値を超える値を意味する。
【００６６】
本発明の一実施形態では、参照ノイズ信号中に存在する、残留ＤＳＬデータ信号を低減または排除することによって、参照ノイズ信号を「クリーンアップ」することができる。以下に記述するブロック２０７、ブロック２０８およびブロック２０９はこの機能を実施する。このノイズクリーンアップ機能であっても、クリーンアッププロセスは完全ではないので、上述の周波数帯キャンセル回避機能は役に立つ。本発明の別の実施形態では、ブロック２０７とブロック２０８を備えないので、上に記載された周波数帯キャンセル回避機能がより重要になる。
【００６７】
信号解析機能（２０３）中のさらに別の解析技術では、推定された回線ノイズ信号（２１８）と共に、参照ノイズ信号（２１２）を解析し、有益なノイズキャンセルをする可能性がある周波数帯を決定する。推定された回線ノイズ信号は、同期伝送期間中に、データ回線を伝送された信号（２１０）から、上記の記憶された無ノイズ同期信号（２１６）を減算することで生成される。加算ブロック（２０６）は、この機能を実施する。参照ノイズ信号と推定された回線ノイズ信号との相関によって、最も効果的な回線ノイズキャンセルを実行する、周波数帯の代表特性を生成する。信号解析ブロック（２０３）は、優先順位を付けてこの周波数帯情報をすべての他の信号解析プロセスの周波数帯結果に結合し、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）のための、最適化された全体の周波数案内情報（２１７）を生成する。
【００６８】
この解析技術の一実施形態では、
【数１６】
0005221778.tif 000017
は、（Ｐ番目の同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、Ｐ番目の同期シンボル周期中の回線（２１０）からの信号を示し、
【数１７】
0005221778.tif 000018
は、（Ｐ番目の同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、記憶された無ノイズ同期シンボルの推定（２１６）を示す。そして、（Ｐ番目の同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、推定された回線ノイズ信号
【数１８】
0005221778.tif 000019
は、以下の式で演算される。
【数１９】
0005221778.tif 000020
【００６９】
最終的に、有用なノイズキャンセルを実施できる周波数帯が、高ノイズが存在する周波数に対する、推定された回線ノイズ周波数コンテンツを検査することによって演算される。このプロセスの一つの実施形態が以下に記載される。ｗｎは、離散時間ｎにおける所定の窓関数を示し、ＦＦＴは高速フーリエ変換動作を示し、および
【数２０】
0005221778.tif 000021
は離散周波数ｎにおける推定されたノイズＰＳＤを示す。そして下記式を演算する。
【数２１】
0005221778.tif 000022
【００７０】
キャンセルを可能にする周波数帯は、離散周波数ｎを見つけることによって推定されてもよく、ここでＮｎ値はその値が大きく、Ｎｎの値は（知られたテレビ高調波周波数、または知られたＡＭ伝送周波数など）知られた干渉源に対応する。有用な周波数帯を特定するプロセスの第２の実施形態は、以下のように数学的に表現されてもよい。Ｃｎは以下のように定義される。
【数２２】
0005221778.tif 000023
ここで、
【数２３】
0005221778.tif 000024
は、信号（２１９）を意味する。ノイズキャンセルを可能にする周波数帯は、所定の関数Ｃｎの周波数帯として選択されてもよく、ｆ（Ｃｎ）は特定のしきい値を超える値を示す。
【００７１】
さらに周波数帯キャンセル案内情報を最適化するために、信号解析機能（２０３）は、それぞれの周波数帯内の特定のキャンセルパラメータに関する案内情報を、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）に提供できる。実施例には、適応を可能にするために使用されるエネルギーしきい値、適応時定数、減衰時定数係数、適応中止案内情報の設定、および特定の検出されたノイズ特性に合致することが見いだされた記憶された係数の実装を最適化することが含まれる。ＰＳＤ、ノイズタイプ、バンド幅、期間および繰り返し数などの参照ノイズ信号（２１２）の特性の解析によって、これらのパラメータのそれぞれに案内情報を提供可能である。たとえば、ほどよく早いペースでノイズ特性を変化させることが決定される場合には、次に適応係数が十分に早く適応するように導かれるので、ノイズキャンセルについていくことができる。あるいは、インパルスノイズ源が突然ＯＮ／ＯＦＦする特性である場合には、係数をオフ期間に保持するように導くことができるので、インパルスノイズが戻ってくる場合に正しい値を有する。別の例では、非常に高いインパルスノイズ信号が検出される場合には、係数は適応を中止するように導かれることができるので、過剰なエネルギーによって、ノイズキャンセルフィルター（２０１）が間違うことはない。解析ルーチンは、検出されたノイズ源のそれぞれのノイズキャンセルに対して、その演算による、または実際の、ユーザの処理応力またはサービス品質の効果に基づいて、優先順位を付けることができる。
【００７２】
いくつかの実施形態は、ローカルモデムに対する通信経路を含んでもよく、この場合には、上記の信号情報のいくつかは、ローカルモデムに対するクエリによって得てもよい。例では、回線ノイズ、信号ＰＳＤおよび利用される周波数帯を含む。可能な場合には、ローカルモデムからのエラーレート情報を最適化することによって、フィードバックが可能になり、キャンセルを集中させる周波数帯または他のパラメータをさらに案内することができる。
【００７３】
信号解析機能（２０３）、またはローカルモデムを介した、ローカル信号解析を案内することに加えて、本発明の一実施形態では、入力情報および構成パラメータを、中央ネットワーク性能管理システムから受信することができるので、ＤＳＬ性能をさらに高められる。ネットワーク装置は、周波数帯キャンセルバンド案内情報を提供でき、入力情報を提供でき、または上記で論じた他のキャンセルパラメータのいずれをも制御できる。一般的に、ネットワーク管理実態は、いずれのローカルデバイスよりも、ネットワーク動作に関して、著しく膨大な知識量を有するので、ローカルデバイスの機能を有効に案内する立場にある。
【００７４】
図７は、インターネット通信チャンネル７１０および／または地上回線電話通信回線７２０または無線セルラー通信チャンネル７３０を含む、中央ネットワーク性能管理センターと本発明の実施形態との間の、いくつかの可能性のある通信チャンネルを備えるシステム７００を示す。
【００７５】
本発明の一実施形態は、参照ノイズ信号中に、残留ＤＳＬデータ信号エネルギーが存在する場合に発生する、有害なデータ信号キャンセルを克服する、３つの技術を含む。それぞれの技術は、ＤＳＬ同期シンボルの反復性を活用し、望ましくないデータ信号キャンセルを避けまたは低減する。これらの技術は、個々に、またはいずれの組み合わせであっても使用できる。
【００７６】
図２を参照すると、これらの技術のそれぞれは、同期シンボル（２１６）の記憶された無ノイズ代表特性を利用する。前述の機能（２０４）によって、無ノイズ同期シンボルの獲得および記憶が実施される。
【００７７】
３つの技術の第１番目は、参照ノイズ信号から、ほとんどの残留ＤＳＬデータ信号を減算する工程を含む。これは、参照「クリーンアップ」プロセスと称する。再び図２を参照すると、適応参照クリーンアップフィルター（２０８ａ−ｎ）は、ＤＳＬ回線信号（２１０）から、参照ノイズ信号に存在する残留ＤＳＬデータ信号の逆像を含む参照クリーンアップ信号（２１５）を減算する。加算器（２０９ａ−ｎ）は、参照クリーンアップ信号（２１５）と参照ノイズ信号（２１２）を結合するので、参照ノイズ信号中に存在する残留ＤＳＬデータ信号要素をキャンセルする。
【００７８】
参照クリーンアップ制御機能（２０７）は、参照クリーンアップフィルター係数を適用して、参照ノイズ信号（２１２）から、残留ＤＳＬデータ信号を最適に除去することを実施する。参照クリーンアップ制御機能（２０７）は、参照クリーンアップフィルター係数を教育する目的で、記憶された無ノイズ同期シンボル（２１６）を無ノイズデータ信号の代表特性として利用することによって、最適化されたデータ除去を達成する（参照クリーンアップ）。この代表特性は、同期シンボル伝送中のみで有効であり、したがって参照クリーンアップ制御機能（２０７）は、同期シンボル期間中のみに、係数を更新することに留意すべきである。記憶された同期シンボルは、ＤＳＬ回線信号のデータ信号成分だけを示す（すなわち回線ノイズを含まない）ので、教育された部分は、参照ノイズ信号中に存在する望ましくないＤＳＬデータ信号の除去にだけに対応する。さらに、回線上のＤＳＬデータ信号は、広帯域であり、回線上のノイズ信号よりも大きいので、係数教育は、望ましくないデータを除去する解決策として実施される。この条件では、ＤＳＬ回線（２１０）上のノイズは、参照ノイズ信号（２１２）中のノイズと結合し、ノイズキャンセルフィルター（２１０）に使用される参照ノイズ信号を変更することに留意すべきである。適応キャンセルフィルター（２１０）は、キャンセルできる能力を損なうことなく、変更された参照ノイズに適応できるように構成される。
【００７９】
本発明の一実施形態では、ｘｎは、離散時間ｎにおける回線（２１０）からの信号を示し、ｒｎは、フィルタリング適用後の、離散時間ｎにおける参照信号（２１２）を示す。フィルター（２０８（ｎ））は、そのタップがｗｎで示されて参照クリーンアップ制御（２０７）によって制御される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを含む。離散時間ｎにおけるクリーンアップ参照信号
【数２４】
0005221778.tif 000025
（２１９）は、次式で演算される。
【数２５】
0005221778.tif 000026
ここで＊は、離散時間、畳み込み演算を意味する。
【数２６】
0005221778.tif 000027
は、（同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、記憶された無ノイズ同期シンボルの推定（２１６）を示す。フィルター（２０８（ｎ））は、タップがｗｎで示されて次式のＬＭＳまたはＲＬＭＳ数式によって更新されてもよい、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを含む。
【数２７】
0005221778.tif 000028
ここで、μは、参照クリーンアップ制御（２０７）によって調節されるパラメータであり、
【数２８】
0005221778.tif 000029
は、信号
【数２９】
0005221778.tif 000030
の平均パワーを意味する。前述したステップでは、時間領域処理動作として示したが、当該技術分野における当業者であれば、同等の処理が、フーリエ領域で実施することができることが理解できるであろう。
【００８０】
図８は、前述の参照クリーンアップ処理の方法８００を示す。ノード８１０「参照クリーンアップフィルターを初期化する」は、スタートアップ時に、参照クリーンアップフィルター（２０６）係数に記憶された初期設定係数を意味する。「参照クリーンアップ機能が有効か」で示されるプロセスの、次のステップ８２０は、参照クリーンアップ処理動作が、管理者によって現在使用可能となっているか、または、参照クリーンアップ制御論理（２０７）によって使用不能となっているかを確認することに対応する。使用不能の場合には、参照クリーンアップ処理が使用可能となるまで、処理は、このステップを一時停止する。次のステップ８３０は、ノード「ノイズの無い同期シンボルを検索する」で示されるように、無ノイズ同期シンボルの、記憶された値を検索する。「同期シンボル境界でトリガされたか」で示されるノード８４０では、同期シンボルがＤＳＬ回線入力（２１０）で受信された時間を示すトリが受信されるまで、処理はループする。次に、ステップ８５０「同期シンボル送信中に参照シンボル入力を収集する」で、参照ノイズ入力（２１２）からの信号が、回線（２１０）上での同期シンボルの獲得に同期して、収集される。ノード８６０「参照クリーンアップフィルター係数を更新して記憶する」では、前の２つのステップのデータが、参照クリーンアップ制御論理（２０７）によって使用され、参照クリーンアップフィルター（単数または複数）係数を更新し、更新された係数を記憶する。ノード８８０「参照フィルター係数の収束を検知したか」では、参照クリーンアップフィルター（単数または複数）係数を変化させることによって、係数の収束が検出される。参照フィルター係数が収束しない場合には、制御がノード８２０「参照クリーンアップ機能が有効か」に戻る。係数が収束した場合には、ノード８７０「ノイズフロアは最後の教育時よりも低いか」では、参照クリーンアップ処理によって生じる現在の利益を解析し、それを前回のモデム（１０２）再教育時に得られた、ノイズフロア低減による利益と比較する。ノイズフロアがしきい値を超えて低減したのであれば、モデム（１０２）は、ノード８９０「モデムを再教育する」で再教育される。制御がノード８２０「参照クリーンアップ機能が有効か」に戻る。
【００８１】
第２の技術は、無ノイズの記憶された同期シンボルを使用して、ＤＳＬデータ信号をキャンセルする危険が無く、データキャンセル係数を更新できる、模擬データ伝送が無い期間の反復期間を生成する。図２を参照すると、これらの期間は、加算器（２０５）によって実現され、ノイズキャンセルエラー信号（２１３）から記憶された同期シンボル（２１６）を減算することによって、同期シンボル伝送中に生成される。模擬データ伝送が無い期間のこれらの期間中には、キャンセルエラー信号（２１３）中には、データ信号が皆無かそれに等しいので、キャンセル係数を適用することによって、ＤＳＬ回線上のデータ信号をキャンセルすることにはならない。したがって、この技術を使用する場合には、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）によって管理される、一次ＤＳＬノイズキャンセルループは、模擬データが無い期間の間だけに、更新される。
【００８２】
【数３０】
0005221778.tif 000031
は、（同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、記憶された無ノイズ同期シンボルの推定（２１６）を示し、ｘｎは、（同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおけるモデム信号（２１３）を示し、
【数３１】
0005221778.tif 000032
（２１９）は、（同期シンボルの先頭に対する）離散時間ｎにおける、クリーンアップ参照信号を示す。フィルター（２０１）は、タップがｗｎで示され、次式のＬＭＳ数式によって更新される、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを含む。
【数３２】
0005221778.tif 000033
ここで、μは、ノイズキャンセル制御ブロック（２００）によって調節されるパラメータである。前述したステップでは、時間領域処理動作として示したが、当該技術分野における当業者であれば、同等の処理が、フーリエ領域で実施することができることが理解できるであろう。
【００８３】
図９は、無ノイズ同期シンボルを使用して、推定された伝送データが無い期間を生成する方法を示す。最初に、ノード９０１「ノイズキャンセルフィルターを初期化する」は、スタートアップ時に、ノイズキャンセルフィルター（２０１）係数に記憶された、初期の設定係数を意味する。「ノイズキャンセルフィルタ（単数または複数）が有効か否かを検査する」で示される、プロセスの次のステップ９１５は、ノイズキャンセル処理動作が、管理者によって現在使用可能となっているか、またはノイズキャンセル制御論理（２００）によって使用不可能となっているかを確認することに対応する。使用不能の場合には、ノイズキャンセル処理が使用可能となるまで、処理は、このステップを一時停止する。次のステップ９２０では、ノード９２０「ノイズの無い同期シンボルを検索して周波数アジリティキャンセラを設定する（ノイズの無い同期シンボルおよび周波数アジリティキャンセラの設定を検索する）」で示されるように、無ノイズ同期シンボルおよび周波数アジャイルノイズキャンセルのための、記憶された値を検索する。決定ノード９２５で示される「同期シンボル境界でトリガされたか」は、ＤＳＬ回線入力（２１０）上で、次の同期シンボル境界が受信されるまで待つプロセスを示す。ステップ９３０「同期シンボル送信期間中に単数または複数の参照信号と、ＤＳＬライン信号を収集する」では、回線入力（２１０）上の同期シンボルの伝送に同期して、参照ノイズ入力（２１２）からの信号と回線入力（２１０）が収集される。「収集されたＤＳＬライン信号から記憶された同期シンボルを減算する」ノード９３５では、収集されたＤＳＬ回線入力が、記憶された無ノイズ同期シンボルから減算され、伝送データが無い期間の模擬期間を生成する。次に、ノード９４０「ノイズキャンセルフィルター係数を更新して記憶する」で、ノイズキャンセル制御論理（２００）は、ノイズキャンセルフィルター（単数または複数）（２０１）係数を更新し、更新された係数を記憶する。ノード９４５「キャンセルフィルタ係数の収束を検知したか」では、ノイズキャンセルフィルター（単数または複数）係数を変化させることによって、キャンセルフィルター係数の収束が検出される。係数が収束しない場合には、制御がノード９１５「ノイズキャンセルフィルタ（単数または複数）が有効か否かを検査する」に戻る。係数が収束した場合には、ノード９５０「ノイズフロアは最後の教育時よりも低いか」では、参照クリーンアップ処理によって生じる現在の利益を解析し、それを前回のモデム（１０２）再教育時に得られた、ノイズフロア低減による利益と比較する。ノイズフロアがしきい値を超えて低減したのであれば、モデム（１０２）は、ノード９５５「モデムを再教育する」で再教育される。制御がノード９１５「ノイズキャンセルフィルタ（単数または複数）が有効か否かを検査する」に戻る。
【００８４】
場合によっては、最大の利益を得るために、上記の技術の両方を実装することが利益になる場合がある。しかしながら、第２の技術を使用すると、著しく適応が遅くなることに留意が必要である。このために、いくつかの実施形態では、ＤＳＬノイズキャンセルループをより早く追跡するために、第１の技術だけの実装を選択してもよい。
【００８５】
第３の技術では、参照ノイズ信号とＤＳＬデータ信号との間の相関が検出される周波数帯で、計画されるノイズキャンセルを避け、または強調しないことが含まれる。参照ノイズ信号と無ノイズの記憶された同期シンボルとの間の相関は、同期シンボルを伝送する期間の間に測定される。この解析によって、参照ノイズ信号中に、相関するＤＳＬデータ信号が存在する、周波数帯を特定する。この第３の技術は、相関が検出された周波数帯での、キャンセルの試行を避け、または強調しないように案内できる、周波数帯アジャイルノイズキャンセルプロセスとともに機能する。参照ノイズ信号が有用である周波数帯が利用される一方で、有害な周波数帯は避けられ、または強調されない。
【００８６】
参照ノイズに、残留ＤＳＬデータ信号エネルギーが存在する場合に発生する、有害となるデータ信号キャンセルを克服する別の技術は、メモリの使用、およびプロセスの平均化または予測化を含む。このアプローチは、６０Ｈｚ高調波、テレビ受像機、コンピューターのディスプレイ、または電源によって発生するノイズなどのように、関心対象の参照ノイズ信号が、周期的な特性を有する場合に有用である。それぞれが関心対象となっているノイズ信号に関して周期的である、多数の信号サンプルを、長時間、解析または平均化することによって、有害なＤＳＬデータ信号は、抑制できる。多様なパターン認識技術を使用することによって、参照ノイズ信号内の周期的信号を検出し、同期を取るようにできる。平均化プロセスの使用によって、関心対象の周期的参照信号を増強する一方で、有害な残留ＤＳＬ信号を抑制することができる。別の技術は予測技術または反復技術の使用を含み、関心対象の周期的信号を推定する。これらの技術は、関心対象の周期的参照ノイズ信号を、他の形態の望ましくない信号エネルギーから減算する場合にも有用であることに留意されたい。
【００８７】
本発明の一実施形態の機能ブロックの一部またはすべては、アナログ技術を使用して、またはアナログ技術とデジタル技術を混合することによって実装されてもよく、ここでデジタル処理はハードウェアロジックまたはマイクロプロセッサーおよびソフトウェア技術のいずれかによって実装されてもよいことが当業者であれば容易に想到できる。さらに、デジタル信号プロセスは、時間領域または時間領域と周波数領域の処理を混合することよって、実施できることが当業者であれば容易に想到できる。
【００８８】
参照ノイズ信号中の残留データ信号から生じる問題を克服するために３つの技術が記載され、ノイズキャンセルを集中して実施する周波数帯を最適化し、ＤＳＬ性能を向上させる多数の技術が記載された。好ましい実施形態は、協調して動作するこれらの技術のすべてを取り込む。代替実施形態は、これらの技術のサブセットのいずれかを取り込んでもよい。
【図１】
0005221778.tif 000034
【図２】
0005221778.tif 000035
【図３】
0005221778.tif 000036
【図４】
0005221778.tif 000037
【図５】
0005221778.tif 000038
【図６】
0005221778.tif 000039
【図７】
0005221778.tif 000040
【図８】
0005221778.tif 000041
【図９】
0005221778.tif 000042